การจัดการเรือนกระจก ตัวเลือก

[Ian McMillan]

Greenhouse Management
การจัดการเรือนกระจก

โปรเจกต์วิชาสมุนไพรศาสตร์ จัดทำโดย Erekia Seere Almaecious



โรงเรือนกระจก ถูกสร้างขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการปลูกพืช ที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจบางชนิด โดยเฉพาะพืชที่มีราคาแพง และเพื่อป้องกันไม่ให้ต้นพืชถูกรบกวนจากสิ่งแวดล้อมภายนอกที่แปรปรวน

โครงสร้างของโรงเรือนกระจกประกอบขึ้นด้วยวัสดุหลายประเภท พร้อมทั้งมีวัสดุโปร่งแสงทำหน้าที่เป็นหลังคาปกคลุม เพื่อให้แสงแดดส่องผ่านเข้าไปภายในโครงสร้างได้ การนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้ประโยชน์นี้ จะทำให้พืชเจริญเติบโตโดยอาศัยการควบคุมสภาพอากาศภายใน เช่น อุณหภูมิ การหมุนเวียนของอากาศ และความชื้น นอกจากนี้ ยังมีการเรียกชื่อในศัพท์ภาษาอังกฤษที่เฉพาะลงไปอีกตามวัสดุที่ใช้ปกคลุม อาทิ Plastic Greenhouse หรือ Fiberglass Greenhouse เป็นต้น

จุดเด่นของโรงเรือนกระจก คือ การให้ความร้อน การระบายอากาศ และอุปกรณ์เพื่อควบคุมอุณหภูมิ ทำให้สามารถควบคุมสิ่งแวดล้อมภายใน ให้มีความเหมาะสมต่อสภาพการเจริญเติบโตของพืชที่ปลูกแล้ว รวมทั้งสามารถเลือกกำหนดช่วงระยะการปลูกหรือเก็บเกี่ยวได้อย่างเหมาะสม จำนวนของผลผลิตจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องตลอดเวลาและทันกับความต้องการ



ประวัติความเป็นมา


โรงเรือนกระจกถือกำเนิดขึ้นมาเมื่อประมาณคริสต์ศักราชที่ 30 ในสมัยจักรพรรดิทิแบริอุสแห่งจักรวรรดิโรมัน ทรงโปรดให้สร้างเรือนต้นไม้ที่คลุมด้วยแผ่นไมก้า (Mica) เพื่อปลูกแตงกวานอกฤดู ต่อมาแนวความคิดนี้ถูกรื้อฟื้นขึ้นอีกครั้งในปี ค.ศ. 1599 ที่ประเทศฮอลแลนด์ โดย จูลส์ ชาร์ล (Jules Charles) นักพฤกษศาสตร์ชาวฝรั่งเศสสร้างเรือนกระจกเพื่อปลูกพืชเมืองร้อนที่ใช้ทำยารักษาโรค เช่น ต้นมะขามที่ถูกนำมาจากประเทศอินเดีย หลังจากนั้นจึงเริ่มมีการสร้างเรือนกระจกกันอย่างแพร่หลายในยุโรปและอเมริกา แต่โดยมากจะอยู่ในสังคมชั้นสูง เช่น เชื้อพระวงศ์และผู้มีฐานะ ซึ่งส่วนใหญ่จะถูกสร้างอย่างใหญ่โตหรูหรา เพื่ออวดฐานะและเพื่อความเพลิดเพลินใจ ในยุคนั้นเรือนกระจกมักจะใช้ปลูกผลไม้เมืองร้อน และมีชื่อเรียกตามผลไม้ที่ปลูกนั้น เช่น Orangeries คือ เรือนกระจกที่ใช้ปลูกส้ม และ Pinery คือ เรือนกระจกที่ใช้ปลูกสับปะรด เป็นต้น ยกตัวอย่างเรือนกระจกของชนชั้นสูงที่มีชื่อเสียงในยุคนั้น เช่น เรือนกระจกขนาดใหญ่ที่พระราชวังแวร์ซายส์ เป็นต้น

จนกระทั่งในราวปี ค.ศ. 1825 แนวความคิดเกี่ยวกับการสร้างเรือนกระจกได้เปลี่ยนไป เริ่มมีการสร้างเรือนกระจกกันมากขึ้นในกลุ่มชนชั้นกลาง เพื่อปลูกพืชผักผลไม้ที่ใช้ในครัวเรือน และเริ่มมีการสร้างเรือนกระจกเพื่อประโยชน์ทางการศึกษา และการพักผ่อนหย่อนใจของสาธารณชนอีกด้วย ในที่สุดหลังจากยุคปฏิวัติอุตสาหกรรม แนวความคิดนี้จึงถูกนำมาใช้เพื่อประโยชน์ทางการค้า เช่น ปลูกไม้ตัดดอกขาย เป็นต้น



สิ่งที่ควรคำนึงก่อนการปลูกโรงเรือนกระจก

1. ทำเลที่ตั้ง ต้องสามารถรองรับปัจจัยพื้นฐานที่พืชต้องการได้ ดังนี้ น้ำ แสงแดด อากาศ ธาตุอาหาร รวมทั้งปัจจัยแวดล้อมต่าง ๆ ที่ต้องนำมาพิจารณาร่วม
2. ลักษณะของโรงเรือนกระจก ควรสร้างให้ผู้ปฏิบัติงานเข้าออกได้อย่างสะดวก ความลาดเอียงของหลังคาไม่น้อยกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ และมีชายคายื่นออกมาเพื่อป้องกันไม่ให้ฝนสาดเข้าไปภายใน
3. ปัจจัยที่ต้องการควบคุม
   
   • แสงแดด
   • ความชื้น
   • อุณหภูมิ
   • ฝน
   • ลม
   • การป้องกันแมลง
4. การใช้แรงงาน มาจากการประกาศรับสมัครคนงานที่ต้องแลกกับค่าแรง หรือการติดตั้งระบบอัตโนมัติ
5. เส้นทางขนส่ง ควรมีเส้นทางติดต่อส่งสินค้าที่ง่าย สะดวก และควรอยู่ใกล้ตลาดหรือแหล่งชุมชน

ประเภทของโรงเรือนกระจก

1. โรงเรือนกระจก (Greenhouse) โดยทั่วไปโครงสร้างจะประกอบด้วยไม้ เหล็กกล้า และโลหะผสมอลูมิเนียม ทำเป็นกรอบกระจก และกรอบระบายอากาศ โรงเรือนประเภทนี้จะมีความคงทน อายุการใช้งานนานถึง 10 ปี แต่มีราคาสูงมาก
2. โรงเรือนพลาสติก (Plastic Greenhouse) โรงเรือนประเภทนี้มีข้อดีที่สำคัญคือ ต้นทุนขั้นแรกต่ำ แต่ข้อเสียคือ มีอายุการใช้งานสั้น อันเนื่องมาจากแสงอุลตราไลโอเลตและลมที่ทำให้ฉีกขาดได้ง่าย เว้นแต่จะคอยระมัดระวังให้ดี
3. โรงเรือนผ้า (Fabric Greenhouse) โรงเรือนประเภทนี้สร้างค่อนข้างง่าย ประกอบด้วยเสาไม้และเสาเหล็ก คลุมด้วยผ้าหรือพลาสติกที่แสงผ่านได้ โดยมีปัจจัยแวดล้อมสำคัญ ได้แก่ อุณหภูมิ ความเข้มแสง ความชื้นสัมพัทธ์ และความเร็วลม
4. เรือนระแนง (Lath House) โรงเรือนประเภทนี้ใช้ในการปลูกพรรณไม้ในที่ที่มีอุณหภูมิสูง และมีแสงแดดจัด โดยเฉพาะการปลูกไม้ใบ

หลักการโรงเรือนกระจก


เหตุผลเบื้องต้นสำหรับการใช้โรงเรือนนั้น เป็นไปเพื่อควบคุมอุณหภูมิการเจริญเติบโตของพืช โดยอุณหภูมิภายในโรงเรือนจะสูงขึ้นด้วยเหตุผล 2 ประการ คือ

1. ผลกระทบจากปฏิกิริยาเรือนกระจก (Greenhouse Effect) พลังงานแสงอาทิตย์ที่ส่องผ่านโรงเรือนกระจกจะถูกถ่ายทอดผ่านวัสดุคลุมหลังคา และผนังเข้ามาในรูปของรังสีที่มีคลื่นความยาวสั้นประมาณ 0.312-4.75 ไมครอน จากนั้นจะถูกสะท้อนกลับด้วยพื้นผิวของวัสดุหลายชนิดในโรงเรือน โดยบางส่วนได้สะท้อนกลับสู่ภายนอกดังเดิม ในขณะที่ส่วนที่เหลือถูกดูดซับไว้ด้วยสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่ภายในโรงเรือน จากนั้นจะถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงานความร้อนโดยผ่านกระบวนการระเหยหรือระเหิด ซึ่งพลังงานความร้อนส่วนใหญ่เป็นรังสีที่มีความยาวคลื่น 5-40 ไมครอน จึงไม่สามารถสะท้อนทะลุผ่านวัสดุคลุมหลังคาและฝาผนังของโรงเรือนออกไปได้ และจะถูกกักเก็บไว้ภายใน ทำให้อุณหภูมิภายในโรงเรือนกระจกสูงขึ้น
2. โครงสร้างของโรงเรือนเป็นโรงเรือนปิด การไหลเวียนของอากาศถูกจำกัดทำให้เกิดการถ่ายเทอากาศไม่สะดวก และไม่สามารถถ่ายเทความร้อนจากภายในออกสู่ภายนอกได้ ซึ่งข้อนี้นับว่าเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้อุณหภูมิภายในโรงเรือนกระจกเพิ่มขึ้นสูง

จากที่ได้กล่าวมาในเบื้องต้นพบว่า สาเหตุสำคัญของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นภายในโรงเรือนกระจก คือ ข้อจำกัดในการไหลเวียนของอากาศ จึงกลายมาเป็นการพยายามค้นหาวิธีการในการช่วยลดอุณหภูมิภายในโรงเรือนกระจก ดังนี้

1. การถ่ายเทอากาศผ่านช่องเปิดของหลังคาและผนังด้านข้างของโรงเรือนกระจก วิธีนี้เป็นวิธีมาตรฐานในการลดอุณหภูมิภายในเรือนกระจก เป็นการถ่ายเทเอาอากาศเย็นจากภายนอกเข้ามาภายใน ซึ่งสามารถลดความร้อนภายในโรงเรือนกระจก ทำให้ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิภายใน (ที่มีค่าสูงกว่า) และภายนอกโรงเรือน (ที่มีค่าต่ำกว่า) ลดเหลือเพียง 8-14 องศาเซลเซียสเท่านั้น
   
2. การถ่ายเทอากาศด้วยพัดลมดูดอากาศ (Exhaust Fan) การใช้พัดลมดูดอากาศสามารถลดอุณหภูมิภายในโรงเรือนกระจกลงได้อีกอย่างน้อย 3-6 องศาเซลเซียส ต่ำกว่าการถ่ายเทอากาศด้วยช่องเปิดของโรงเรือนเท่านั้น อย่างไรก็ดีการถ่ายเทอากาศด้วยวิธีนี้ควรจำกัดใช้ ในกรณีที่อุณหภูมิภายนอกนั้นใกล้เคียง หรือสูงกว่าอุณหภูมิที่เหมาะกับการเจริญเติบโตของพืชเท่านั้น ในช่วงที่อากาศเย็นจัดจะไม่เหมาะสมในการใช้พัดลมดูดอากาศ
   
3. การถ่ายเทอากาศโดยผ่านท่อระบายอากาศแบบเจาะรู (Perforated Convection Tubes) ทำได้โดยการเดินท่อขนาดใหญ่ที่เจาะรูระบายอากาศไว้โดยทั่วไป ผ่านด้านบนของโรงเรือนกระจก โดยเปิดปลายท่อที่ผนังทั้งสองด้าน เพื่อให้อากาศจากภายนอกถ่ายเทเข้ามาภายใน วิธีนี้จะช่วยให้อากาศเย็นจากภายนอกผสมผสานเข้ากับอากาศ ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าที่อยู่ภายในโรงเรือน ก่อนที่อากาศเย็นจากภายนอกนั้นจะปะทะกับต้นไม้ทันที สามารถใช้ร่วมกับการใช้พัดลมดูดอากาศได้ อย่างไรก็ดีถ้าอุณหภูมิภายนอกสูงเกินไปวิธีนี้ก็อาจจะไม่ได้ผล
   
4. การให้ร่มเงาแก่หลังคา (Roof Shading) อุณหภูมิภายในเรือนกระจกจะลดต่ำลงได้ ถ้าใช้วัสดุทึบแสงปิดหรือพ่นทับลงบนกระจก หรือการใช้กระจกกรองแสง วัสดุกรองแสงอาจเป็นสีพ่นกระจกโดยเฉพาะ ซึ่งนิยมใช้สีขาว เนื่องจากสามารถสะท้อนรังสีจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้ถึง 83 เปอร์เซ็นต์ ขณะที่สีเขียวสะท้อนได้ 43 เปอร์เซ็นต์ และสีน้ำเงินสะท้อนได้เพียง 25 เปอร์เซ็นต์ อย่างไรก็ดีต้องระวังว่าวิธีนี้อาจมีผลกระทบต่ออัตราการสังเคราะห์แสงของพืชได้ โดยทั่วไปแล้วการให้ร่มเงาแก่หลังคาสามารถลดอุณหภูมิภายในอาคารลงได้ 3.5 องศาเซลเซียส การให้ร่มเงาแก่หลังคาอีกวิธีหนึ่งที่เป็นที่นิยมก็คือการติดตั้งม่านซาแรน (Saran) หรือผ้า ด้านในของผนังโรงเรือนซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามปริมาณแสงอาทิตย์ ซึ่งสามารถลดอุณหภูมิลงได้ถึง 5.3 องศาเซลเซียส
   
5. การทำให้เย็นลงโดยการระเหยของน้ำ (Evaporative Cooling) วิธีนี้อาศัยหลักการที่ว่า การระเหยของน้ำจะดูดความร้อนจากบรรยากาศโดยรอบ สามารถแบ่งออกได้เป็นสองระบบใหญ่ คือ ระบบพัดลมผ่านกระดาษซับความชื้น (Fan and Pad System) และระบบหมอกความดันสูง (High-Pressure Mist System) วิธีนี้จำเป็นต้องอาศัยพลังงานจากอุปกรณ์กลไกเข้าช่วย แต่สามารถลดอุณหภูมิลงได้ ประมาณ 3-14 องศาเซลเซียสเลยทีเดียว

การควบคุมอากาศภายในโรงเรือนเขตร้อน (ประเทศไทย)


โรงเรือนกระจกทุกที่จำเป็นต้องมีระบบระบายอากาศเป็นสำคัญ หากโรงเรือนกระจกถูกปิดแน่น เมื่อแสงส่องลงมายังโรงเรือน ไม่นานอุณหภูมิก็จะเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย ส่งผลให้พืชภายในโรงเรือนได้รับความเสียหาย โดยปัญหานี้มีวิธีควบคุม 2 วิธี คือ

• การระบายอากาศตามแนวราบ วิธีนี้ช่องระบายอากาศจะถูกติดตั้งอยู่ด้านท้ายของโรงเรือน และอากาศจะถูกทำให้เคลื่อนที่ผ่านโรงเรือนตามแนวราบด้วยการใช้พัดลม
• การระบายอากาศตามแนวดิ่ง เป็นวิธีที่ใช้อยู่ทั่วไปและผ่านการทดลองมาเป็นเวลาหลายปี วิธีนี้ใช้ประโยชน์โดยการติดต่อช่องระบายอากาศที่กำแพงข้าง อากาศจะหมุนเวียนผ่านเข้ามาภายในโดยช่องอากาศที่กำแพงข้าง และผ่านออกไปทางช่องอากาศที่หลังคา ด้วยการใช้หลักการที่ว่า อากาศร้อนจะเคลื่อนที่ผ่านจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดและลอยสูงขึ้น นับว่าเป็นระบบที่มีวิธีการไม่ยุ่งยาก ทำให้ประหยัดและมีประสิทธิภาพ

ข้อมูลจาก มหาวิทยาลัยแม่โจ้ และ
การออกแบบและการพัฒนาเรือนเพาะชำพลาสติก โดย พูลศักดิ์ ทองดอนเถิ่ง และ ช้องนาง ยอดสง่า

รวบรวมโดย ฮอกวอตส์ไทย (http://hogwartsthai.com)
หากนำข้อมูลนี้หรือส่วนหนึ่งส่วนใดของข้อมูลนี้ไปเผยแพร่ กรุณาให้เครดิตฮอกวอตส์ไทยด้วย